JP6455170B2 - 電源装置、及び、プリンター - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、負荷の変動が大きい場合であっても適切に電力を供給できる電源装置、及び、プリンターを提供することを目的とする。
これにより、負荷電流の変動が大きい場合であっても、電圧降下特性を切り替えることによって、適切な電力の供給を行える。
これにより、適切な電力の供給を行うことができ、過電流保護を行うことができる。
これにより、負荷電流の変動が大きい場合であっても、負荷電流を検出し電圧降下特性を切り替えるため、適切に電力を供給できる。
これにより、負荷電流の変動が大きい場合であっても、適切に電力を供給できる。
これにより、基準電圧を変化させて電圧降下特性を切り替えることにより、適切に電力を供給できる。
これにより、電圧降下特性を切り替える電源回路を、ACアダプターに適応できる。
これにより、電源装置の電圧降下特性を切り替えることにより、電源装置から印刷ヘッドに流れる負荷電流の変動が大きい場合であっても、印刷ヘッドに対して適切に電力を供給できる。このため、印刷ヘッドにおいて通電される印刷素子の数が大きく変動するような場合であっても、高品位で印刷媒体に印刷できる。
図1は、印刷システム1の構成を示す図である。図1に示す印刷システム1は、サーマルプリンター4、及び、サーマルプリンター4に電源を供給するため1次側回路3Aと2次側回路3Bから構成された電源回路を筐体で覆ったACアダプター3(電源装置)を備える。
ACアダプター3は、商用交流電源2にケーブルを介して接続され、例えば交流100ボルトの商用交流電源2を整流、平滑、及び、電圧変換し、24ボルトの直流電力をサーマルプリンター4にケーブルを介して供給する。ACアダプター3は、サーマルプリンター4にコネクターを介して着脱可能に構成される。
図2は、サーマルプリンター4の概略構成を示すブロック図である。
図2に示すように、サーマルプリンター4は、多数の発熱素子(印刷素子)41が直線状に配置された、ラインサーマルヘッド42を備える。ラインサーマルヘッド42における発熱素子41の配列方向は、感熱ロール紙の搬送方向と直交する方向である。ラインサーマルヘッド42は固定されている。サーマルプリンター4は、ラインサーマルヘッド42の発熱素子41に通電し、感熱ロール紙の印刷面に熱を加えることにより、文字や画像等を印刷する。多数の発熱素子41が駆動されるような印刷デューティーが高い場合、瞬時に大きな負荷電流が流れる。
また、印刷ヘッド駆動部43及び搬送モーター44は、制御部46に接続される。制御部46は、印刷ヘッド駆動部43を制御して、ラインサーマルヘッド42が備える個々の発熱素子41に通電させる。また、制御部46は、搬送モーター44を制御して、搬送ローラーにより感熱ロール紙を搬送させる。感熱ロール紙を搬送させながら、固定されているラインサーマルヘッド42を駆動して感熱ロール紙に印刷を行う。
電源部45は、ACアダプター3に接続され、ACアダプター3から直流電流が入力される。
例えば、サーマルプリンター4が印刷デューティーの高い印刷データを印刷する場合、ラインサーマルヘッド42が備える発熱素子41のうち通電される発熱素子41の数が多いので、ACアダプター3からサーマルプリンター4に流れる負荷電流が増大する。この場合、ACアダプター3の特性が、上述した「への字」降下特性であるとすれば、負荷電流の増加に伴い出力電圧が降下する。さらに、負荷電流が定格電流を超えた状態であってもACアダプター3からサーマルプリンター4に電力が供給される可能性があり、確実に過電流保護を実現できるかどうか懸念がある。
このように、スイッチング回路K11のスイッチング動作によって、1次巻線L1に印加される電圧が変化すると、2次巻線L2に誘起される電圧が変化し、2次側回路3Bの出力電圧Voutが変化する。
V(−)=Vout/(R5+R6)・・・(1)
上記式でV(−)は、反転入力端子が検出する電圧の電圧値を示す。また、R5は、抵抗R5の抵抗値を示し、R6は抵抗R5の抵抗値を示す。
V(+)=Iout×R1・・・(2)
上記式で、V(+)は、非反転入力端子が検出する電圧の電圧値を示し、Ioutは、負荷に流れる負荷電流の電流値を示す。また、R1は、抵抗R1の抵抗値を示す。
出力電圧とは以下に示す式(3)及び式(4)によって表される。
Vout1´=Vref×(R2+R3)/R3・・・(3)
上記式で、VrefはシャントレギュレーターSAの内部の基準電圧の電圧値を示し、R2は抵抗R2の抵抗値を示し、R3は抵抗R3の抵抗値を示す。本実施形態では、トランジスターQ2がオフの場合の出力電圧Voutは24ボルトに設定され、電圧Vout1´は、出力電圧Voutと抵抗R1の値で定まる。
Vout2´=Vref×((R2×R4/(R2+R4))+R3)/R3・・(4)
上記式で、R4は抵抗R4の抵抗値を示す。本実施形態では、トランジスターQ2がオンの場合の出力電圧Voutは20ボルトであり、電圧Vout2´は、出力電圧Voutと抵抗R1の値で定まる。
サーマルプリンター4に流れる電流が増大すると、電圧Vout´が降下し、これに伴い出力電圧Voutが低下する。電圧Vout´が低下に転じる点を電圧降下点O1とし、電圧降下点O1における負荷電流Ioutの値をI1とする。
この図3に示すように、ACアダプター3は、負荷電流IoutがI2以下の領域では「への字」降下特性を示し、負荷電流IoutがI2を超えると「フの字」降下特性を示す。
R1×Iout>Vout/(R5+R6)・・・(5)
つまり、負荷電流Ioutの電流値がI2である場合に、V(+)=V(−)となり、負荷電流IoutがI2より大きくなるとV(+)>V(−)となる。このため、コンパレーターCUがトランジスターQ2に出力する信号は「High」レベルとなる。
電圧降下特性が切り替わった後、すなわち、負荷電流Ioutの電流値がI2からI3の間では、ACアダプター3は、「フの字」降下特性によって、電圧Vout´がVe´を下回らないように、電圧の降下が抑制される。
このように、トランジスターQ2がオンになることによって、ACアダプター3の電圧降下特性が、「への字」降下特性から「フの字」降下特性に切り替わる。この切り替えによって、負荷電流Ioutが正常な印刷範囲の電流値を超えた場合でも、確実に過電流保護を実行することできる。
前述したように、ACアダプター3は、「フの字」降下特性に切り替えた後は、「フの字」降下特性によって、出力電圧VoutがVeを下回らないように出力電圧Voutを制御する。ここで、Veは、サーマルプリンター4が低電圧エラーとなる出力電圧Voutの閾値である。このため、サーマルプリンター4に流れる負荷電流Ioutが増大しても、ACアダプター3がサーマルプリンター4に供給する出力電圧Voutの降下による低電圧エラー、シャットダウン等を防止できる。
これにより、ACアダプター3は、負荷の変動が大きい場合でも、適切に電力を供給することができる。
これにより、ACアダプター3は、「への字」降下特性から「フの字」降下特性に電圧降下特性を切り替えることによって、適切に電力が供給できると共に、過電流保護を行うことができる。
これにより、負荷電流の変動が大きい場合でも、負荷電流を検出し電圧降下特性を切り替えることによって、適切な電力の供給が行える。
上述した通り、負荷電流Ioutの電流値がI2の場合に、電圧降下特性を切り替える。切り替えによって、Vout2が出力されるよう定電圧制御が行われる。当該Vout2は、低電圧エラーの電圧値であるVeより高い値に設定される。これにより、I2で電圧降下特性を切り替えることによって、ACアダプター3は、負荷電流Ioutが増加しても、低電圧エラー、更には、電源のシャットダウンに至らない様、適切に電力を供給することができる。
これにより、基準電圧を変化させることによって、電圧降下特性を「への字」降下特性から「フの字」降下特性に切り替え、適切な電力の供給が行える。
これにより、「への字」降下特性と「フの字」降下特性とを切り替える電源回路を、ACアダプター3に適応できる。
図5は、本発明を適用した第2の実施形態に係るサーマルプリンター4Aの構成を示す図である。
サーマルプリンター4Aは、上記第1の実施形態で説明したサーマルプリンター4と同様に、発熱素子41を有するラインサーマルヘッド42、印刷ヘッド駆動部43、搬送モーター44、電源部45及び制御部46を備えるプリンターである。
サーマルプリンター4Aは、商用交流電源2に直接接続され、サーマルプリンター4Aの内部では、電源回路30の1次側回路3Aが、商用交流電源2に接続される。
Claims (8)
- 交流電流に基づき直流電流を負荷に供給するプリンター用の電源装置であって、
前記負荷に供給する負荷電流の増加に伴い、出力電圧を降下に転じる電圧降下点と、前記出力電圧が所定の値を保つように切り替える特性切替点と、過電流保護を開始する過電流保護点を経由して、電圧降下特性を切り替える電源回路を備えること、
を特徴とする電源装置。 - 前記電源回路は、前記負荷電流の増加に伴い前記電圧降下点を経由して前記出力電圧が降下する特性を示す第1の電圧降下特性と、前記負荷電流の増加に伴い前記特性切替点を経由して前記出力電圧が所定の値を保つような特性を示す第2の電圧降下特性と、前記負荷電流の低下に伴い前記過電流保護点を経由して前記出力電圧が降下する特性を示す第3の電圧降下特性と、を有すること、
を特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 前記電源回路は、前記負荷電流の増加に伴い前記第1の電圧降下特性から前記第2の電圧降下特性に替わり、前記負荷電流の低下に伴い前記第3の電圧降下特性に替わること、を特徴とする請求項2記載の電源装置。
- 前記電源回路は、
前記負荷電流を検出し出力を替える検出部と、
前記検出部の出力に基づき、前記電圧降下特性を切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電源装置。 - 前記電源回路はスイッチング回路を含むスイッチング方式であり、前記切替部は、前記負荷電流の電流値が特定の電流値となった場合に、前記スイッチング回路の周波数を変化させることにより前記電圧降下特性を切り替えること、を特徴とする請求項4に記載の電源装置。
- 前記スイッチング回路を含む一次側回路と、
前記一次側回路に結合され前記直流電流を前記負荷に供給する二次側回路と、を有し、
前記二次側回路側には、
基準電圧回路と、
前記二次側回路の前記出力電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路の分圧電圧と基準電圧と比較する比較回路と、
前記比較回路の比較結果に基づき前記スイッチング回路の周波数を変化させるフィードバック回路と、を備え、
前記切替部は、前記分圧回路の分圧電圧を変化させることで前記電圧降下特性を切り替えること、
を特徴とする請求項請求項5に記載の電源装置。 - 前記電源装置は、前記電源回路が筐体に覆われたACアダプタータイプであること、
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電源装置。 - 印刷媒体の搬送方向と交わる方向に固定された複数の印刷素子を有する印刷ヘッドと、交流電流に基づき前記印刷ヘッドに直流電流を供給する電源回路と、を備え、
前記電源回路は、
前記印刷ヘッドに供給する前記直流電流の増加に伴い、出力電圧を降下に転じる電圧降下点と、前記出力電圧が所定の値を保つように切り替える特性切替点と、過電流保護を開始する過電流保護点を経由して、電圧降下特性を切り替えること、
を特徴とするプリンター。
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